파운드리·HBM 정상화… 다시 '정상' 노리는 삼성

'테슬라 AI6·AI5' 생산… 반도체 경쟁력 회복
AI메모리 전쟁 격화 속 'HBM4'로 반격 예고

테슬라 AI칩 세대별 비교. /그래픽=최헌정

삼성전자 반도체가 연이어 대형 고객사 추가확보에 성공하며 본격적인 회복세로 들어섰다. 테슬라의 AI(인공지능)칩 'AI5' 생산 파트너로 합류하면서 고질적 적자였던 파운드리(위탁생산)사업의 정상화에 속도가 붙고 있다. 부진하던 HBM(고대역폭메모리)에서도 차세대 공정을 적용해 경쟁력 회복에 나섰다.

파운드리는 삼성전자의 '아픈 손가락'이었다. 삼성전자의 올 2분기 영업이익이 4000억원에 머문 것도 파운드리사업의 부진이 주된 원인이었다. 빅테크(대형 IT기업) 등 대형고객 확보에도 고전하면서 지난해 가동예정이던 미국 텍사스주 테일러 파운드리 신공장 가동시점도 내년 하반기로 연기했다.

하지만 이재용 삼성전자 회장은 메모리보다 훨씬 시장규모가 큰 파운드리를 포기하지 않았고 마침내 올 하반기부터 청신호가 켜지기 시작했다. 지난 7월 테슬라와 차세대 AI칩 'AI6'을 생산하는 대형 공급계약을 하면서 반등의 물꼬를 텄다. 이번에 AI5 협력도 발표되면서 추가 공급물량도 확보했다.

업계 관계자는 "TSMC에 파운드리 일감이 몰리다 보니 고객사 입장에서는 리스크 분산 차원의 공급망 다변화가 불가피해졌다"며 "TSMC를 제외하면 2나노(㎚·1㎚=10억분의1m)급 첨단제품을 생산할 수 있는 유일한 기업이 삼성전자기 때문에 앞으로 추가기회도 이어질 것"이라고 밝혔다.

삼성전자는 또 2나노 공정이 적용된 자체 모바일 AP(애플리케이션프로세서) '엑시노스 2600'을 '울트라' 모델을 제외한 '갤럭시S26' 시리즈에 탑재할 것으로 전해졌다. 3나노 공정에서 세계 최초로 GAA(게이트올어라운드) 구조 양산에 성공한 경험을 2나노 제품 양산에도 이식, 확대한다는 계획이다.

메모리반도체에서는 AI 전환기를 맞아 폭발적으로 수요가 늘어나는 HBM에서 반격을 이어간다. HBM3(4세대)과 HBM3E(5세대) 개발과 양산에서는 SK하이닉스에 밀렸지만 HBM4(6세대)에서 업계 최초 1c(10나노급 6세대) D램 공정을 적용해 성능을 끌어올렸다. 삼성전자의 HBM4는 최대 11Gbps(기가비피에스)의 데이터 이동속도와 최대 2.8TB/s(초당 테라바이트)의 대역폭을 구현했다. 국제반도체표준협의기구(JEDEC) 표준인 8Gbps와 2.0TB/s를 웃도는 수치다.

이른바 '반도체 슈퍼사이클(초호황기)'에 따른 범용 D램과 낸드플래시 가격 상승 등으로 SK하이닉스에 잠시 내줬던 '메모리반도체 왕좌'의 자리도 되찾았다.

김양팽 산업연구원 연구위원은 "삼성전자가 지속적인 투자와 첨단공정 개발로 고객신뢰를 다시 얻고 있다는 점에서 (AI5칩 제조 합류는) 의미가 크다"며 "단기실적 반영은 어렵겠지만 펀더멘털(기초체력)을 강화한 결과로 볼 수 있다. HBM 부문도 마찬가지"라고 밝혔다.

최지은 기자 choiji@mt.co.kr